Công cụ này làm gì
Công cụ này tính vị trí của Mặt Trời trên bầu trời trong suốt một ngày tại bất kỳ địa điểm nào trên Trái Đất. Với mỗi giờ theo đồng hồ địa phương, công cụ trả về độ cao của Mặt Trời (góc nâng so với đường chân trời, mang giá trị âm khi Mặt Trời nằm dưới chân trời) và phương vị (hướng la bàn, đo theo chiều kim đồng hồ từ hướng Bắc: Bắc = 0 độ, Đông = 90, Nam = 180, Tây = 270). Phần thiên văn được áp dụng cho toàn cầu; chỉ có tọa độ mặc định (Tokyo) và múi giờ mặc định (+9, Nhật Bản) là mang tính khu vực, nên bạn hãy đổi lại cho phù hợp với địa điểm của mình.
Cách sử dụng
Nhập kinh độ (hướng Đông là dương, hướng Tây là âm), vĩ độ (hướng Bắc là dương, hướng Nam là âm), độ lệch múi giờ chuẩn so với UTC (ví dụ giờ chuẩn ở New York là -5) và ngày tháng. Công cụ sẽ quét lần lượt giờ địa phương từ 0 đến 24 giờ và in ra một dòng cho mỗi giờ. Giá trị nổi bật chính là độ cao và phương vị tại đúng 12:00 giờ địa phương.
Giải thích công thức
Từ ngày theo lịch Gregory, ta tính ra số ngày Julian, rồi suy ra số ngày kể từ kỷ nguyên J2000.0. Một chuỗi xấp xỉ độ chính xác thấp cho ta kinh độ trung bình của Mặt Trời, dị thường trung bình và kinh độ hoàng đạo biểu kiến; kết hợp với độ nghiêng của hoàng đạo, các giá trị này cho ra xích vĩ và xích kinh. Giờ sao trung bình Greenwich cộng với kinh độ của bạn cho ra giờ sao địa phương, và khi trừ đi xích kinh ta được góc giờ \(H\). Cuối cùng, các hệ thức trong tam giác cầu sẽ chuyển bộ ba (xích vĩ, \(H\), vĩ độ) thành độ cao và phương vị.
$$\begin{gathered} h = \arcsin\!\Big( \sin\phi \, \sin\delta + \cos\phi \, \cos\delta \, \cos H \Big) \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} \phi &= \text{Latitude} \\ H &= \theta_G + \text{Longitude} - \alpha \\ \delta,\ \alpha &= \text{Sun declination and right ascension at UT} \\ \text{UT} &= t - \text{UTC Offset} \end{aligned} \right. \end{gathered}$$$$\begin{gathered} A = \operatorname{atan2}\!\Big( -\cos\delta \, \sin H,\ \ \sin\delta \, \cos\phi - \cos\delta \, \sin\phi \, \cos H \Big) \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} \phi &= \text{Latitude} \\ H &= \theta_G + \text{Longitude} - \alpha \end{aligned} \right. \end{gathered}$$
Ví dụ minh họa
Tokyo (139,7447 Đông; 35,6544 Bắc), múi giờ +9, ngày 15 tháng 6 năm 2024. Gần thời điểm trưa Mặt Trời tại địa phương, xích vĩ của Mặt Trời vào khoảng 23,3 độ (gần với cực đại tại hạ chí), nên độ cao buổi trưa xấp xỉ \(90 - (35{,}6544 - 23{,}3) \approx 77{,}6\) độ, với phương vị gần 180 độ (chính Nam). Sáng sớm, Mặt Trời còn thấp ở phía Đông; chiều tối, Mặt Trời xuống thấp ở phía Tây.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao có lúc độ cao mang giá trị âm? Độ cao âm nghĩa là Mặt Trời nằm dưới đường chân trời: lúc đó là ban đêm, trước khi Mặt Trời mọc hoặc sau khi Mặt Trời lặn.
Độ chính xác ra sao? Các chuỗi xấp xỉ có giá trị cho các năm từ 1900 đến 2099, với sai số từ vài giây cung đến vài phút cung, và sai số lớn hơn ở những vĩ độ rất cao.
Phương vị được đo theo hướng nào? Theo chiều kim đồng hồ tính từ hướng chính Bắc, nên 90 là Đông, 180 là Nam và 270 là Tây.
